1.4.3: Морфологічний розвиток поблизу порту

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1655

Judith Bosboom & Marcel J.F. Stive
Delft University of Technology via TU Delft Open

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

2021-10-11 пнг — Малюнок 1.5: План вигляду рівномірного піщаного узбережжя. У зоні, де розбиваються хвилі (звана *зоною вимикача або серфінгу*), вздовж узбережжя відбувається транспортування осаду, керованого хвилями.

На малюнку 1.5 показана в плані вигляд частина рівномірного піщаного узбережжя. Рівномірний означає, що контури глибини приймаються прямими і паралельними. Хвилі навскоси наближаються до узбережжя, тобто.\(\varphi\) між гребенями хвиль і контурами глибини є ненульовий кут (або еквівалентно між хвильовим променем і берегом нормальним). У міру наближення хвиль до берега кут стає меншим через заломлення (Sect. 5.2.3).

Усередині (і трохи зовні) зони прибою по узбережжю транспортується осад, так званий береговий транспорт (гл. 8). Хвилі безперервно розворушують матеріал з ліжка. Потім цей осад транспортується довгим береговим течією. Цей струм генерується при розриві косо падаючих хвиль в зоні прибою, див. Розділ. 5.5.5. Завдяки хвильовій дії при перемішуванні матеріалу, довга течія набагато ефективніше транспортує пісок, ніж річковий потік з такою ж величиною.\(1\ m/s\)

Якщо узбережжя дійсно рівномірне, транспортування осадів\(S\) є постійним вздовж узбережжя, а узбережжя залишається стабільним. Розглянутий прибережний ділянку буде змінюватися тільки тоді, коли кількість осаду, що транспортується в ділянку, буде відрізнятися від осаду, що виходить з ділянки; або іншими словами: коли є ухил в швидкостях берегового транспорту. Ерозія буде відбуватися в разі позитивного ухилу в транспортному напрямку (транспортування осаду збільшується вздовж берега, а значить, йде більше осаду, ніж надходить на ділянку). Нарощування відбувається в разі негативного градієнта в напрямку дрейфу. Рівномірний транспорт осаду уздовж узбережжя (без ухилу) не змінює узбережжя. Це призводить до одного з найважливіших понять цих конспектів лекцій:

Прибережні зміни відбуваються у випадку транспортних градієнтів. Позитивний градієнт (збільшення транспортування осаду в транспортному напрямку) призводить до ерозії. Негативний градієнт (зменшення транспортування осаду в транспортному напрямку) створює аккрецію. Якщо градієнт дорівнює нулю, то ніяких змін в морфології немає.

Якщо вздовж рівномірного піщаного узбережжя побудований порт за допомогою двох досить довгих брейк-вод, значно довших ширини зони прибою (див. Рис. 1.6), то транспортування довгих відкладень буде перервано. На море хвилерізів не передбачається транспортування осадів. На висхідній стороні порту відбудеться накопичення піску (негативний транспортний градієнт); на стороні низу (lee сторона) відбудеться ерозія (через позитивний транспортний градієнт). На рис. 1.6 деякі позиції берегової лінії були намальовані в залежності від часу.

Вивчивши ці конспекти лекцій, ви повинні бути в змозі зрозуміти і описати форми берегової лінії на висоті і вниз сторони як функція часу. Слід очікувати, що рано чи пізно акретирующая берегова лінія на висхідній стороні досягає кінця хвилерізу вгору; ви повинні бути в змозі сказати, в який час після будівництва порту це станеться. На даний момент буде зрозуміло, що до тих пір, поки жоден осад не буде проходити хвилерізи (до\(S = 0\ m^3/yr\) моря хвилерізів), загальне накопичення піску через\(t\) роки після завершення порту на стороні вгору буде\(t \times S\ m^3\) (з\(S\) непорушеною транспортною швидкістю). Тобто, коли ми припускаємо, що\(S\) в\(m^3/yr\) виражається включаючи пори між зернами, так що обсяги представляють відкладені обсяги. (У секті. 6.4. Обговорюються інші одиниці транспортування осадів). Тотальна ерозія на лівій стороні буде\(t \times S\ m^3\) також.

У більшості випадків накопичення не вважатиметься проблематичним керівником прибережної зони; отримані цінні нові землі (якщо осад не відкладається в навігаційних каналах). Однак ерозія на бічній стороні порту рано чи пізно спричинить серйозні проблеми. Як вирішити такі види ерозійних проблем, піде мова в гл. 10. Очевидним рішенням буде штучне перенесення обсягів піску з одного боку порту в іншу (в\(S\ m^3/yr\) середньому; так звана система обходу піску). Підводячи підсумки:

Інженерні проблеми часто пов'язані з прибережними транспортними градієнтами. Структурні прибережні проблеми виникають, коли береговий транспорт змінюється вздовж берега, наприклад, коли довга течія переривається хвилерізами порту.

У прикладі рис. 1.6 транспортування довгих відкладень був обумовлений тільки похило наближаються хвилями. Якщо вздовж узбережжя відбуваються також приливні течії, морфологічна поведінка ускладнюється. Поєднання індукованого хвилею та приливного довгобережної течії обговорюється в секті. 5.7.2.